JP2679753B2 - 熱エネルギーを電力に変換するための方法及びその装置 - Google Patents

熱エネルギーを電力に変換するための方法及びその装置

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JP2679753B2
JP2679753B2 JP4047226A JP4722692A JP2679753B2 JP 2679753 B2 JP2679753 B2 JP 2679753B2 JP 4047226 A JP4047226 A JP 4047226A JP 4722692 A JP4722692 A JP 4722692A JP 2679753 B2 JP2679753 B2 JP 2679753B2
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、膨脹されかつ
再生された作動流体を用いて熱源からの熱エネルギーを
機械的な形にそしてそれから電気的な形に変換するため
の方法及びその装置に関する。さらに、本発明は、濃厚
な流れと稀薄な流れを含む少なくとも二つの多−成分液
体の発生を経て熱力学的サイクルの熱効率を改善するた
めの方法及びその装置に関する。濃厚な流れは、稀薄な
流れに含まれるよりいっそう高いパーセンテージの低沸
騰成分を含む。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，５４８，０４３には、異
なる組成を有する作動溶液の二つの異なる流れを用いる
装置が記載されている。その装置は、作動流体を加熱し
て膨脹させるための手段と、その作動流体を凝縮して、
異なる組成を有する二つの流れを発生させるための凝縮
二次装置とを有する。
【０００３】その特許に記載された凝縮二次装置は、ア
ンモニアと水の混合物からなる単一の部分的に蒸発した
流れから、単一の濃厚な蒸気流れと単一の稀薄な液体流
れを発生させる。濃厚な蒸気流れは二つの濃厚な蒸気二
次的流れに分割される。稀薄な液体流れは二つの稀薄な
液体二次的流れに分割される。それらの濃厚な蒸気二次
的流れのうちの一方は稀薄な液体二次的流れのうちの一
方と結合されて濃厚な流れを発生する。他方の濃厚な蒸
気二次的流れは他方の稀薄な液体二次的流れと結合され
て稀薄な流れを発生する。二つの濃厚な蒸気二次的流れ
は単一の濃厚な蒸気流れから発生されるので、それらは
それぞれ同じ圧力と温度で発生される。米国特許第４，
５４８，０４３においては、二つの蒸気二次的流れを二
つの液体二次的流れと結合することから発生された二つ
の作動流、すなわち濃厚な流れと稀薄な流れは沸騰過程
中に結合される。
【０００４】米国特許第４，６０４，８６７には、同様
に、作動流を蒸発させて膨脹させる手段を有する装置が
あり、続いてその膨脹した流れを凝縮二次装置を経て凝
縮することが記載されている。その特許に記載された凝
縮二次装置は、米国特許第４，５４８，０４３に含まれ
た凝縮二次装置のように、単一の部分的に蒸発した多−
成分流れから濃厚な蒸気流れと稀薄な液体流れを発生す
る。その蒸気流れは液体流れの一部と結合されて、ひき
続き蒸発されて膨脹される作動流を生ずる。
【０００５】米国特許第４，５４８，０４３と４，６０
４，８６７の装置は、単一の成分作動流体を用いる慣用
のライキンサイクルに比較して、著しく増加した熱効率
を出す。しかしながら、そのような装置の経済性と効率
を改善することは常に望ましい。本発明の方法と装置
は、前述した特許に記載された装置に比較してそのよう
な改善を与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の方法と装置に比較して経済性と効率がいっそう改善さ
れた冒頭に述べた種類の方法と装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明の方法と装置は、それぞれ特許請求の範囲
第１項および第１５項に記載の特徴を有する。本発明の
一つの特徴は、濃厚な流れと稀薄な流れからなる少なく
とも二つの多−成分液状作動流を加熱して蒸発させるこ
とにより熱力学的サイクルの効率の著しい改善を提供す
ることである。その濃厚な流れは、稀薄な流れに含まれ
るよりいっそう高いパーセンテージの低沸騰成分を含
む。本発明の一面において、濃厚な流れと稀薄な流れ
は、ボイラーから出た後に結合されて、高圧ガス状作動
流を形成する。この特徴により、単一の流れがボイラー
に導入される場合に得られる加熱、蒸発および過熱の過
程で必要なかつ利用可能な熱の調和よりいっそうよい調
和が斟酌される。
【０００８】本発明の第二の面において、濃厚な流れと
稀薄な流れが、凝縮した流れから第一の部分的に蒸発し
た流れと第二の部分的に蒸発した流れを形成することに
より発生される。第一の部分的に蒸発した流れは第一の
蒸気流れと第一の液体流れに分離され、第二の部分的に
蒸発した流れは第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離
される。第一の蒸気流れは濃厚な流れを生じ、第二の蒸
気流れは混合流れと結合して稀薄な流れを生ずる。
【０００９】本発明の一実施例により、熱力学的サイク
ルを実施する方法と、高圧ガス状作動流を膨脹させ、そ
のエネルギーを利用可能な形に変換しそして使用済み流
れを発生させる段階を含む。それから、その使用済み流
れが凝縮されて、凝縮した流れを発生する。凝縮した流
れに含まれるよりいっそう高いパーセンテージの低沸騰
成分を有する濃厚な流れが凝縮した流れから発生され
る。凝縮した流れに含まれるよりいっそう低いパーセン
テージの低沸騰成分を有する稀薄な流れも凝縮した流れ
から発生される。濃厚な流れと稀薄な流れはボイラーを
通過して、蒸発した濃厚な流れと蒸気した稀薄な流れを
発生する。それから、蒸発した濃厚な流れと蒸発した稀
薄な流れはボイラーから出た後、結合される。これによ
り、高圧ガス状作動流が発生し、サイクルが完了する。
【００１０】本発明の好ましい実施例では、濃厚な流れ
と稀薄な流れを凝縮した流れから発生されるには、まず
その凝縮した流れから、第一の部分的に蒸発した流れと
第二の部分的に蒸発した流れを形成するようにすればよ
い。その第一の部分的に蒸発した流れは、第一の蒸気流
れと第一の液体流れに分離される。第二の部分的に蒸発
した流れは、第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離さ
れる。濃厚な流れを第一の蒸気流れから発生させるに
は、第一の蒸気流れを、凝縮した流れから発生した第一
の混合流れと結合するようにすればよい。これに代わる
方法として、最初に第一の蒸気流れをもう一つの流れと
結合せずにその第一の蒸気流れを凝縮することにより濃
厚な流れを発生させることができる。第二の蒸気流れは
混合流れと結合されて稀薄な流れを発生する。混合流れ
は、凝縮した流れから発生させるのが好ましいが、それ
に代わる方法として、例えば第一または第二の液体流れ
のような、装置を通って循環する他の流れから発生させ
ることもできる。
【００１１】本発明のもう一つの実施例により、熱力学
的なサイクルを実施する方法は、高圧ガス状作動流を膨
脹させて、そのエネルギーを利用可能な形に変換しそし
て使用済み流れを発生させる段階を含む。使用済み流れ
は凝縮されて、凝縮した流れを発生する。その凝縮した
流れから、第一の部分的に蒸発した流れと第二の部分的
に蒸発した流れが形成される。第一の部分的に蒸発した
流れは、第一の蒸気流れと第一の液体流れに分離され
る。第二の部分的に蒸発した流れは、第二の蒸気流れと
第二の液体流れに分離される。第一の蒸気流れは、凝縮
した流れに含まれるよりいっそう高いパーセンテージの
低沸騰成分を有する濃厚な流れを発生する。第二の蒸気
流れは、凝縮した流れから形成できるような混合流れと
結合されて、凝縮した流れに含まれるよりいっそう低い
パーセンテージの低沸騰成分を有する稀薄な流れを発生
する。高圧ガス状作動流は、その濃厚な流れと稀薄な流
れを結合することにより形成され、サイクルが完了す
る。
【００１２】好ましい実施例では、濃厚な流れと稀薄な
流れがボイラーを通過しながら蒸発した後、これらの二
つの流れはボイラーから出た後結合されて高圧ガス状作
動流を形成する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により詳細
に説明する。
【００１４】図１に示した概略図は、本発明の方法に用
いられる好ましい装置の実施例を示す。特に、図１は、
ボイラー２０１、タービン２０２，２０３および２０
４、再冷却器２０５、凝縮二次的装置２０６、ポンプ２
０７および２０８、流れ分離器２０９，２１０および２
１１、流れ混合器２１２−２１５および弁２１６を有す
る装置２００を示す。
【００１５】種々の形式の熱源を、例えばガスタービン
排気ガスを有する本発明のサイクルを駆動するために用
いることができる。このことについては、本発明の装置
を、組合せサイクル装置にボトミングサイクルとして用
いることができる。
【００１６】装着２００を通って流れる作動流は、比較
的低い沸騰点の流体（低沸騰成分）および比較的高い沸
騰点流体（高沸騰成分）からなる多成分作動流である。
好ましい作動流は、アンモニア−水混合物、二つ以上の
炭化水素、二つ以上のフレオン、炭化水素とフレオンの
混合物または同様なものを含む。一般に、作動流は好都
合な熱力学的特性と溶解度を有するいくつかの成分の混
合物であることができる。特に好ましい実施例では、水
とアンモニアの混合物が用いられる。
【００１７】図１に示したように、作動流は装置２００
を通って循環する。作動流は、流れ混合器２１４からタ
ービン２０２へ流れる高圧ガス状作動流を含む。作動流
は、タービン２０２から凝縮二次的装置２０６へ流れる
使用済み流れも含む。その使用済み流れは、タービン２
０２からタービン２０３へ流れる中間圧ガス状流れと、
タービン２０３からタービン２０４へ流れる低圧ガス状
流れと、タービン２０４から凝縮二次的装置２０６へ流
れる低圧使用済み流れとを含む。作動流は、凝縮二次的
装置２０６から流れ混合器２１４へ流れる稀薄な流れと
濃厚な流れも含む。濃厚な流れは流れ分離器２０９で第
一と第二の濃厚な二次的流れに分離され、稀薄な流れは
流れ分離器２１０で第一と第二の稀薄な二次的流れに分
離される。第二の濃厚な二次的流れと第二の稀薄な二次
的流れは再冷却器２０５を通過し、その後それらは第一
の濃厚な二次的流れおよび第一の稀薄な二次的流れと再
結合されて、それぞれ流れ混合器２１２および２１３で
濃厚な流れと稀薄な流れを再構成する。
【００１８】図１に示した実施例では、濃厚な流れと稀
薄な流れがそれぞれポイント２９と７３におけるような
パラメータで凝縮二次的装置２０６を出る。稀薄な流れ
の一部分は、流れ分離器２１１でわきへそらされる。そ
の部分はポイント９７のそばを通過して、流れ混合器２
１５で濃厚な流れと結合される。方法のこの段階はポイ
ント９６におけるようなパラメータを有する稀薄な流れ
とポイント３２におけるようなパラメータを有する濃厚
な流れとをもたらす。このように稀薄な流れの一部を濃
厚な流れに加えることは、濃厚な流れの過度に臨界的な
沸騰を防止する助けとなりかつボイラーの好都合な温度
−熱曲線を容易にする助けとなる。
【００１９】濃厚な流れと稀薄な流れがそれぞれポンプ
２０７と２０８で増加した圧力で輸送され、それぞれポ
イント２２と９２におけるようなパラメータを得る。そ
れから、二つの流れはボイラー２０１へ送られる。濃厚
な流れと稀薄な流れの両方がボイラー２０１で予熱さ
れ、それぞれポイント６０と１００におけるようなパラ
メータを得る。それから、濃厚な流れが流れ分離器２０
９で第一と第二の濃厚な二次的流れに分離され、稀薄な
流れは流れ分離器２１０で第一と第二の稀薄な二次的流
れに分離される。ポイント６１と１０１におけるような
パラメータをそれぞれ有する第一の濃厚な二次的流れと
第一の稀薄な二次的流れがボイラー２０１を通過し、ボ
イラーではそれらの流れがポイント２５からポイント２
６へ流れる加熱流れにより加熱される。その加熱流れは
ガスタービンから放出される燃焼ガスの流れであるのが
好ましい。ポイント６６と１０６におけるようなパラメ
ータをそれぞれ有する第二の濃厚な流れと第二の稀薄な
流れが再冷却器２０５を通過する。そこでは、それらの
流れがさらに加熱されて、少なくとも部分的に蒸発され
る。
【００２０】第二の稀薄な二次的流れに対する第二の濃
厚な二次的流れの重量比は、二つの流れがボイラー２０
１に入ったときに、第一の稀薄な二次的流れに対する第
一の濃厚な二次的流れの重量比とおよび稀薄な流れに対
する濃厚な流れの重量比と大体同じであるのが好まし
い。
【００２１】第二の濃厚な二次的流れと第二の稀薄な二
次的流れが、それぞれポイント１１０と１１１における
ようなパラメータをもって再冷却器２０５を出る。それ
らの二次的流れは、再冷却器２０５を出るときに完全に
蒸発されるのが好ましい。第二の濃厚な二次的流れが流
れ混合器２１２で第一の濃厚な二次的流れと結合して、
ポイント１１４におけるようなパラメータを有する濃厚
な流れを再形成する。
【００２２】ポイント１１４にパラメータを有する濃厚
な流れと、ポイント１１６にパラメータを有する稀薄な
流れとがボイラー２０１を通過し、ボイラーではそれら
の流れは、燃焼ガスの流れが好ましいポイント２５から
ポイント２６へ流れる流れから伝達された熱を経て過熱
される。濃厚な流れは、ポイント１１８におけるような
パラメータをもってボイラー２０１を出る。稀薄な流れ
は、ポイント１１９におけるようなパラメータをもって
ボイラー２０１を出る。それから、稀薄な流れは流れ混
合器２１４で濃厚な流れと結合され、ポイント３０にお
けるようなパラメータを有する高圧のガス状作動流を生
ずる。
【００２３】図１に示した本発明の実施例は沸騰過程中
稀薄な流れを濃厚な流れと混合しないので、その実施例
によれば、そのような混合が沸騰過程中に行われるとき
に生ずる複雑な沸騰過程を避けることができる。
【００２４】ポイント３０におけるようなパラメータを
有する流れは進入弁２１６を通過し、ポイント３１にお
けるようなパラメータを有する流れを生ずる。それか
ら、その高圧ガス状作動流が高圧タービン２０２を通過
する。そこで、その流れが膨脹して仕事を生じ、そして
使用済み流れを発生させる。図１に示された実施例の使
用済み流れは、ポイント４０におけるようなパラメータ
を有する中間圧ガス状流れを有する。その流れはボイラ
ー２０１へ戻され、そこで再加熱され、ポイント４１に
おけるようなパラメータを有する中間圧ガス状流れを生
ずる。それから、使用済み流れのその部分は中間圧ター
ビン２０３に送られる。そこで、その使用済み流れはさ
らに膨脹して、仕事を生じ、そしてポイント４２におけ
るようなパラメータを有する低圧ガス状流れを発生させ
る。
【００２５】低圧ガス状流れの形態である使用済み流れ
の部分が再冷却器２０５を通過する。そこでは、使用済
み流れのその部分が冷却され、そして熱を伝達して、ポ
イント６６からポイント１１０へおよびポイント１０６
からポイント１１１へそれぞれ通る第二の濃厚な二次的
流れと第二の稀薄な二次的流れを蒸発させる。その使用
済み流れの低圧ガス状流れ部分は、ポイント４３におけ
るようなパラメータをもって再冷却器２０５を出る。そ
れから、依然として低圧ガス状流れの形態である使用済
み流れは低圧タービン２０４に送られる。そこで、使用
済み流れの低圧ガス状流れ部分が膨脹され、仕事を生
じ、そしてポイント３８におけるようなパラメータを有
する低圧使用済み流れを発生させる。それから、今や低
圧使用済み流れの形態である使用済み流れが凝縮二次的
装置２０６に入る。
【００２６】ポイント４３における装置の圧力と温度
は、その流れが第二の濃厚な二次的流れと第二の稀薄な
二次的流れの加熱と沸騰のために付加的な熱を与えて装
置２００を最大効率を確保することができるように選択
しなければならない。ポイント４３における使用済み流
れについての温度と圧力のための示唆された値をテーブ
ル１に示す。
【００２７】凝縮二次的装置２０６に発生した濃厚なお
よび稀薄な流れが、それぞれポイント２９と７３におけ
るようなパラメータをもって凝縮二次的装置２０６を出
る。
【００２８】図１に示した本発明の実施例は、三つのタ
ービン、単一のボイラーおよび単独の再冷却器を有す
る。タービン、再冷却器およびボイラーの数は、本発明
の精神と範囲から逸脱することなく増加させまたは減少
させることができる。加えて、濃厚な、稀薄なおよび作
動流と二次的流れの数を増加させるかまたは減少させる
ことができる。同様に、熱力学的サイクル装置に従来用
いられる付加的な装置、例えば再加熱器、他の形式の熱
交換装置、分離装置等を、開示された本発明の概念から
逸脱することなく、図１に示した実施例に含めることが
できる。
【００２９】図２は、凝縮二次的装置２０６のための好
ましい実施例を示す。その実施例では、今や低圧使用済
み流れの形態の使用済み流れが熱交換器２２２と２２５
を通過し、そこでその流れは凝縮熱を解放し、ポイント
１７のおけるようなパラメータを有する流れを発生す
る。それから、その使用済み流れは流れ混合器２４０
で、ポイント１９におけるようなパラメータを有する、
混合流れ（以下第三混合流れと呼ぶ）と混合され、ポイ
ント１８におけるようなパラメータを有する、予め凝縮
した流れを発生する。この予め凝縮した流れは、ポイン
ト２３からポイント２４へ流れる冷却流れにより、好ま
しくは冷水の流れにより冷却することができるコンデン
サ２２８で凝縮される。これにより、ポイント１におけ
るようなパラメータを有する凝縮流れが生ずる。
【００３０】その凝縮した流れは、ポンプ２３３により
いっそう高い圧力で輸送される。ポイント２のパラメー
タを有する凝縮した流れが流れ分離器２５０で第一の凝
縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的流れに分離さ
れ、これらの二次的流れはそれぞれポイント８９と７９
におけるようなパラメータを有する。第二の凝縮した二
次的流れは流れ分離器２５１で第三、第四および第五の
凝縮した二次的流れに分離され、これらの二次的流れは
それぞれポイント２８，８２および８３におけるような
パラメータを有する。それから、それらの三つの二次的
流れはそれぞれ熱交換器２２３，２２４および２２５を
通過し、それぞれポイント３５，３および８４における
ようなパラメータを有する第一、第二および第三の予熱
された二次的流れを生ずる。
【００３１】第一の予熱された二次的流れは流れ分離器
２５２で、ポイント３３におけるようなパラメータを有
する第一の予め部分的に蒸発した二次的流れと、ポイン
ト７７におけるようなパラメータを有する第四の予熱さ
れた二次的流れに分離される。第三の予熱された二次的
流れは流れ分離器２５３で、ポイント２７におけるよう
なパラメータを有する第三の予め部分的に蒸発した二次
的流れと、ポイント７８におけるようなパラメータを有
する第五の予熱された二次的流れとに分離される。第四
と第五の予熱された二次的流れ混合器２４４で第二の予
熱された二次的流れと結合され、ポイント３６における
ようなパラメータを有する第六の予熱された二次的流れ
を生ずる。第六の予熱された二次的流れは流れ分離器２
５４で、ポイント３７におけるようなパラメータを有す
る第二の予め部分的に蒸発した二次的流れと、ポイント
７６におけるようなパラメータを有する第四の予め部分
的に蒸発した二次的流れとに分離される。
【００３２】第一、第二および第三の予め部分的に蒸発
した二次的流れは、それぞれ熱交換器２２０，２２１お
よび２２２を通過する。そこで、それらはさらに加熱さ
れて部分的に蒸発し、そしてポイント３４におけるよう
なパラメータを有する第一の部分的に蒸発した二次的流
れと、ポイント４におけるようなパラメータを有する第
二の部分的に蒸発した二次的流れと、ポイント１５にお
けるようなパラメータを有する第三の部分的に蒸発した
二次的流れを生ずる。第一の部分的に蒸発した二次的流
れは、流れ混合器２４５で第二の部分的に蒸発した二次
的流れと結合される。それから、その結果として生ずる
流れが流れ混合器２４６で第三の部分的に蒸発した二次
的流れと結合されて、ポイント５におけるようなパラメ
ータを有する第一の部分的に蒸発した流れを生ずる。
【００３３】その第一の部分的に蒸発した流れは、重力
分離器２２９に送られる。そこで、液体が蒸気から分離
され、ポイント６におけるようなパラメータを有する第
一の蒸気流れと、ポイント１０のおけるようなパラメー
タを有する第一の液体流れとを生ずる。第一の蒸気流れ
は、第一の部分的に蒸発した流れと比較して、低沸点成
分で濃厚にされる、第一の液体流れは、第一の部分的に
蒸発した流れと比較して、高沸点成分で濃厚にされる。
好ましい実施例では、その低沸点成分はアンモニアであ
り、かつその高沸点成分は水である。
【００３４】第一の蒸気流れは熱交換器２２０と２２３
を通過し、そこで部分的に凝縮して熱を解放し、その熱
がポイント３３からポイント３４へ通過する第一の予め
部分的に蒸発した二次的流れを部分的に蒸発させ、かつ
ポイント２８からポイント３５へ通過する第三の凝縮し
た二次的流れを予熱する。第一の蒸気流れは、ポイント
９におけるようなパラメータをもって熱交換器２２３を
出る。第一の液体流れは、熱交換器２２１と２２４を通
過するときに冷却され、熱を解放し、その熱がポイント
３７からポイント４へ通過する第二の予め部分的に蒸発
した二次的流れを蒸発させ、かつポイント８２からポイ
ント３へ通過する第四の凝縮した二次的流れと、ポイン
ト２１からポイント２９へ通過する濃厚な流れと、ポイ
ント７２からポイント７３へ通過する稀薄な流れとを予
熱する。第一の液体流れは、ポイント７０におけるよう
なパラメータをもって熱交換器２２４を出る。使用済み
流れが熱交換器２２２と２２５を通過する際に、使用済
み流れにより解放された熱を用いて、ポイント８３から
ポイント８４へ通過する第五の凝縮した二次的流れを予
熱しかつポイント２７からポイント１５へ通過する第三
の予め部分的に蒸発した蒸気流れを部分的に蒸発させ
る。
【００３５】ポイント８９におけるようなパラメータを
有する第一の凝縮した二次的流れは、流れ分離器２５２
で、ポイント８におけるようなパラメータを有する第一
の混合流れと、ポイント９０におけるようなパラメータ
を有する第二の混合流れとに分離される。第一の混合流
れは流れ混合器２４３で第一の蒸気流れと結合されて、
ポイント１３におけるようなパラメータを有する濃厚な
流れを生ずる。充分に高い圧力のときに、ポイント９を
流れる第一の蒸気流れは、ポイント８を流れる混合流れ
のような第一の混合流れと混合せずに、ポイント１３を
通って流れる濃厚な流れになりうる。そのような場合に
は、第一の凝縮した二次的流れは流れ分離器２５５で第
一と第二の混合流れに分離されない。その代わりに、ポ
イント８９を通って流れる第一の凝縮した二次的流れの
全てがポイント９０へ流れ続け、そのどの流れも流れ分
離器２５５でそらされて第一の混合流れを形成しない。
【００３６】ポイント７６におけるようなパラメータを
有する第四の予め部分的に蒸発した二次的流れが弁２６
０で低圧に絞られて、ポイント８５におけるようなパラ
メータを有する第二の部分的に蒸発した流れを生ずる。
ポイント８５における第二の部分的に蒸発した流れの圧
力は、ポイント９の第一の蒸気流れの圧力またはポイン
ト１４の濃厚な流れの圧力より低いのが好ましい。ポイ
ント８５における第二の部分的に蒸発した流れの圧力
は、ポイント１の凝縮した流れの圧力より高いのが好ま
しい。
【００３７】第二の部分的に蒸発した流れは重力分離器
２３０に送られ、そこで液体が蒸気から分離される。ポ
イント８６におけるようなパラメータを有する第二の蒸
気流れは、重力分離器２３０の頂部から出る。第二の蒸
気流れは、アンモニア−水混合物のアンモニアである低
沸点成分で濃厚にされている。ポイント８７におけるよ
うなパラメータを有する第二の液体流れが、重力分離器
２３０の底部から出る。その第二の液体流れは、アンモ
ニア−水混合物の水である高沸騰成分で濃厚にされてい
る。第二の蒸気流れは流れ混合器２４２で第二の混合流
れと結合され、稀薄な流れを生ずる。
【００３８】流れ混合器２４２で生じた稀薄な流れは、
コンデンサ２２７で、ポイント９８からポイント９９へ
流れる冷却流れにより充分に凝縮される。この冷却流れ
は冷却水の流れが好ましい。稀薄な流れは、ポイント７
４におけるようなパラメータをもってコンデンサ２２７
を出る。濃厚な流れは、コンデンサ２２６で、ポイント
５８からポイント５９へ流れる冷却流れとの熱交換によ
り充分に凝縮される。冷却流れは冷却水の流れが好まし
い。濃厚な流れは、ポイント１４におけるようなパラメ
ータをもってコンデンサ２２６を出る。ポイント１４の
濃厚な流れの流量はポイント３８の使用済み流れの流量
より低く、かつポイント１４の濃厚な流れの低沸点成分
のパーセンテージはポイント３８の使用済み流れに含ま
れたその成分のパーセンテージより高い。
【００３９】第一の液体流れは、弁２６１を通過すると
きに減少した圧力を有し、ポイント９１におけるような
パラメータを得る。第二の液体流れは、絞り弁２６２を
通過する際に減少した圧力を有し、ポイント２０におけ
るようなパラメータを有する（ポイント２０の第二の液
体流れは部分的に蒸発した流れの形態であることができ
る）。第一の液体流れは流れ混合器２４１で第二の液体
流れと結合され、ポイント１９におけるようなパラメー
タを有する第三の混合流れを生ずる。上記のように、そ
の第三の混合流れが流れ混合器２４０で使用済み流れと
混合され、ポイント１８におけるようなパラメータを有
する予め凝縮された流れを生ずる。
【００４０】濃厚な流れがポンプ２３１により中間圧力
で輸送され、ポイント２１におけるようなパラメータを
有する濃厚な流れを生ずる。稀薄な流れはポンプ２３２
により中間圧力で輸送され、ポイント７２におけるよう
なパラメータを有する稀薄な流れを生ずる。それから、
濃厚な流れと稀薄な流れは熱交換器２２４に送られ、そ
こでそれらはポイント１２からポイント７０へ通過する
第一の液体流れから伝達された熱で加熱される。濃厚な
流れは、ポイント２９におけるようなパラメータをもっ
て熱交換器２２４を出る。稀薄な流れは、ポイント７３
におけるようなパラメータをもって熱交換器２２４を出
る。それから、稀薄な流れと濃厚な流れは、図１に示し
たように凝縮二次的装置２０６を出る。
【００４１】ポイント２９の濃厚な流れとポイント７３
の稀薄な流れについての流量の総和は、ポイント３８の
使用済み流れについての流量と等しい。しかしながら、
凝縮二次的装置２０６を経て、作動溶液の二つの流れが
作り出されている。すなわち、一つは、ポイント２９に
おけるようなパラメータを有する濃厚な流れであり、ポ
イント３８の使用済み流れに含まれるよりいっそう高い
パーセンテージの低沸点成分を含み、もう一つはポイン
ト７３におけるようなパラメータを有する稀薄な流れで
あり、ポイント３８の使用済み流れに含まれるよりいっ
そう少ない量の低沸点成分を含む。
【００４２】図２に示した凝縮二次的装置の実施例で
は、凝縮二次的装置は第一蒸気流れから濃厚な流れを生
じ、その第一蒸気流れは、稀薄な流れを発生させるため
に用いられる第二の蒸気流れと異なる圧力と温度にあ
る。そのような技術は、濃厚な流れと稀薄な流れを発生
させるために用いられる蒸気流れがそれぞれ同じ圧力と
温度に維持された場合に達成できるより広範囲の温度に
わたって利用できる熱のいっそう良好な使用を考慮に入
れておかなければならない。このように、図２に示した
凝縮二次的装置によれば、ポイント３８の使用済み流れ
の圧力を、作動溶液の単一の流れを再生するのに必要で
あるよりいっそう低くできる。濃厚な流れと稀薄な流れ
を発生させるために用いられる二つの蒸気流れが同じ圧
力と温度に維持された場合には、ポイント３８の使用済
み流れの圧力は作動溶液の単一の流れを再生するのに必
要であるよりいっそう高くなければならないだろう。こ
のように、図２の凝縮二次的装置は、同じ圧力と温度に
維持された第一と第二の蒸気流れから濃厚な流れと稀薄
な流れを発生させる凝縮二次的装置よりいっそう有効で
なければならない。
【００４３】図２に示した凝縮二次的装置は、図１に示
したもの以外の装置と共に用いることができる。例え
ば、その凝縮装置は、濃厚な流れと稀薄な流れを予熱し
て、予熱された濃厚な流れと予熱された稀薄な流れを発
生させ、続いて予熱された濃厚な流れを予熱された稀薄
な流れと結合して予熱された流れを発生させ、続いて予
熱された流れを蒸発させて高圧のガス状作動流を発生さ
せる段階を含む装置に用いることができる。それに代わ
る方法として、その凝縮装置は、濃厚な流れと稀薄な流
れを予熱して部分的に蒸発させて部分的に蒸発した濃厚
な流れと部分的に蒸発した稀薄な流れを発生させ、続い
て部分的に蒸発した濃厚な流れを部分的に蒸発した稀薄
な流れと結合して部分的に蒸発した流れを形成し、続い
て部分的に蒸発した流れを蒸発させて高圧のガス状作動
流を発生させる段階を含む装置に用いることができる。
また、それに代わる方法として、その凝縮二次的装置
は、濃厚な流れと稀薄な流れを予熱して蒸発させて、蒸
発した濃厚な流れと蒸発した稀薄な流れを発生させ、続
いて蒸発した濃厚な流れを蒸発させて稀薄な流れと結合
して蒸発した流れを形成し、続いて蒸発した流れを過熱
して高圧ガス状作動流を発生させる段階を含む装置に用
いることができる。
【００４４】図２に示した凝縮二次的装置の実施例は、
本発明の精神と範囲から逸脱せずに多数の仕方で変える
ことができる。そのことについては、熱交換器、コンデ
ンサ、分離装置、弁およびポンプの数と形式を変えるこ
とができる。図２に示した凝縮二次的装置の実施例を通
って流れる流れの数と形式は変えることができる。同様
に、そのようなどんな流れのための応用も修正できる。
同様に、熱力学的サイクル装置に慣用的に用いられる付
加的な装置も、本発明の精神と範囲から逸脱せずにその
凝縮二次的装置に含めることができる。
【００４５】図１に示した装置２００に明らかにしたポ
イントに対応するポイントのための示唆されたパラメー
タは、９５．９１重量％のアンモニアを含む組成をもっ
て凝縮二次的装置２０６を出る水−アンモニアの濃厚な
流れと、５９．１６重量％のアンモニアを含む組成をも
って凝縮二次的装置２０６を出る水−アンモニアの稀薄
な流れとを有する装置のためのテーブル１に示されてい
る。図２に示した凝縮二次的装置２０６に明らかにした
ポイントに対応するポイントのための示唆されたパラメ
ータは、水−アンモニア作動流を有する装置のためのテ
ーブル２に示されている。テーブル１と２に示したパラ
メータを用いて、図１と２に示した装置の性能の概要が
テーブル３に含められている。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】 本発明の装置は、米国特許第４，６０４，８６７号に記
載の装置に比較して当然増加した熱効率を与える。本発
明の装置がAsea Brown Boveri ガスタービン１３Ｅを含
む装置のような組合せサイクル装置のためのボトミング
サイクルとして用いられる場合には、本発明の装置は理
論的に約９０．６１７ＭＷの正味動力を送り出さなけれ
ばならない。一方、米国特許第４，６０４，８６７に記
載の装置は理論的に約８８．２７９ＭＷの正味動力を送
り出さなければならない。従って、本発明の装置は、そ
のような組合せサイクル装置に用いたときに、米国特許
第４，６０４，８６７に記載の装置と比較して効率が約
２．６％増加しなければならない。本発明の装置は意味
のある付加的に複雑化したものを少しも有しないので、
同様に米国特許第４，６０４，８６７に記載の装置に比
較して改善された経済を与えなければならない。
【００５１】本発明を好ましい実施例に関して述べた
が、当業者であればその実施例の多数の変更と修正を認
識するだろう。例えば、アンモニア−水混合物以外の多
成分作動流を用いることができ、熱交換器の数と形式を
増加させるかまたは減少させることができ、ポンプ、タ
ービン、コンデンサ、分離器、ボイラー、再冷却器、減
圧装置等の数と形式を変えることができ、ならびに装置
を通って流れる流れの数と組成およびそれらの流れのた
めの特別な使用を変えることができる。このように、特
許請求の範囲は、本発明の真の精神と範囲内に含まれる
ような全ての変更と修正をカバーすることが意図されて
いる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法と装置の一実施例の概略図であ
る。
【図２】本発明に用いることができる凝縮二次的装置の
実施例の概略図である。
【符号の説明】
２００ 装置 ２０１ ボイラー ２０２，２０３，２０４ タービン ２０５ 再冷却器 ２０６ 凝縮二次的装置 ２０７，２０８ ポンプ ２０９，２１０，２１１ 流れ分離器 ２１２，２１３，２１４，２１５ 流れ混合器 ２１６ 弁 ２２８ コンデンサ

Claims (28)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高圧ガス状作動流を膨脹させそのエネルギ
    ーを利用可能な形に変換して使用済み流れを発生させ、
    その使用済み流れを凝縮して凝縮流れを発生させ、その
    凝縮流れから、凝縮流れに含まれているよりいっそう高
    いパーセンテージの低沸騰成分を有する濃厚な流れと、
    凝縮流れに含まれているよりいっそう低いパーセンテー
    ジの低沸騰成分を有する稀薄な流れとを発生させ、その
    濃厚な流れと稀薄な流れをボイラーを通過させて、蒸発
    した濃厚な流れと蒸発した稀薄な流れを発生させ、二つ
    の蒸発した流れがボイラーを出た後、蒸発した濃厚な流
    れを蒸発した稀薄な流れと結合して、高圧ガス状作動流
    を発生させる段階を経る熱力学的サイクルを実施する方
    法。
  2. 【請求項２】請求項１の方法において、濃厚な流れを第
    一と第二の濃厚な二次的流れに分離し、稀薄な流れを第
    一と第二の稀薄な二次的流れに分離し、第一の濃厚な二
    次的流れと第一の稀薄な二次的流れをボイラーを通過さ
    せ、そのボイラーで外部の源から伝達された熱がそれら
    の二つの流れを少なくとも部分的に蒸発させ、第二の濃
    厚な二次的流れと第二の稀薄な二次的流れを再冷却器を
    通過させ、その再冷却器で使用済み流れから伝達された
    熱がそれらの二つの流れを少なくとも部分的に蒸発さ
    せ、濃厚な流れを稀薄な流れと結合して高圧ガス状作動
    流を発生させる前に、第一の濃厚な二次的流れを第二の
    濃厚な二次的流れと結合して濃厚な流れを再構成し、か
    つ第一の稀薄な二次的流れを第二の稀薄な二次的流れと
    結合して稀薄な流れを再構成する段階を経る方法。
  3. 【請求項３】請求項１の方法において、使用済み流れが
    中間圧ガス状流れと低圧ガス状流れと低圧使用済み流れ
    とからなり、高圧ガス状作動流を膨脹させて中間圧ガス
    状流れを発生させ、中間圧ガス状流れを再加熱し、再加
    熱した中間圧ガス状流れを膨脹させて低圧ガス状流れを
    発生させ、低圧ガス状流れを膨脹させて低圧使用済み流
    れを発生させる段階を経る方法。
  4. 【請求項４】請求項１の方法において、まず凝縮した流
    れから、第一の部分的に蒸発した流れと第二の部分的に
    蒸発した流れを形成することにより濃厚な流れと稀薄な
    流れを発生させ、第一の部分的に蒸発した流れを第一の
    蒸気流れと第一の液体流れに分離し、第二の部分的に蒸
    発した流れを第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離
    し、第一の蒸気流れから濃厚な流れを発生させ、第二の
    蒸気流れを混合流れと結合して稀薄な流れを発生させる
    段階を経る方法。
  5. 【請求項５】凝縮した流れから混合流れを形成すること
    を含む請求項４の方法。
  6. 【請求項６】請求項４の方法において、凝縮した流れを
    第一の凝縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的流れ
    に分離し、第一の凝縮した二次的流れを第一の混合流れ
    と第二の混合流れに分離し、第二の凝縮した二次的流れ
    を第三、第四および第五の凝縮した二次的流れに分離
    し、第三の凝縮した二次的流れを第一の蒸気流れから伝
    達された熱で加熱して第一の予熱された二次的流れを発
    生させ、第四の凝縮された二次的流れを第一の液体流れ
    から伝達された熱で加熱して第二の予熱された二次的流
    れを発生させ、第五の凝縮した二次的流れを使用済み流
    れから伝達された熱で加熱して第三の予熱された二次的
    流れを発生させ、第一、第二および第三の予熱された二
    次的流れを結合して予熱された流れを形成し、予熱され
    た流れを第一、第二、第三および第四の予め部分的に蒸
    発した二次的流れに分離し、第一の予め部分的に蒸発し
    た二次的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で部
    分的に蒸発させて第一の部分的に蒸発した二次的流れを
    発生させ、第二の予め部分的に蒸発した二次的流れを、
    第一の液体流れから伝達された熱で部分的に蒸発させ
    て、第二の部分的に蒸発した二次的流れを発生させ、第
    三の予め部分的に蒸発した二次的流れを、使用済み流れ
    から伝達された熱で部分的に蒸発させて第三の部分的に
    蒸発した二次的流れを発生させ、第一、第二および第三
    の部分的に蒸発した二次的流れを結合して第一の部分的
    に蒸発した流れを発生させ、第四の予め部分的に蒸発し
    た二次的流れの圧力を減少させて第二の部分的に蒸発し
    た流れを発生させ、第一の液体流れを第二の液体流れと
    結合して第三の混合流れを発生させ、第一の混合流れを
    第一の蒸気流れと結合して濃厚な流れを発生させ、第二
    の蒸気流れを第二の混合流れと結合して稀薄な流れを発
    生させ、第三の混合流れを使用済み流れと結合して予め
    凝縮した流れを形成し、予め凝縮した流れを凝縮して、
    凝縮した流れを発生させる段階を経る方法。
  7. 【請求項７】高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネル
    ギーを利用可能な形に変換しかつ使用済み流れを発生さ
    せ、その使用済み流れを凝縮して、凝縮した流れを発生
    させ、その凝縮した流れから第一の部分的に蒸発した流
    れと第二の部分的に蒸発した流れを形成し、第一の部分
    的に蒸発した流れを第一の蒸気流れと第一の液体流れに
    分離し、第二の部分的に蒸発した流れを第二の蒸気流れ
    と第二の液体流れに分離し、第一の蒸気流れから、凝縮
    した流れに含まれるよりいっそう高いパーセンテージの
    低沸点成分を有する濃厚な流れを形成し、第二の蒸気流
    れを混合流れと結合して、凝縮した流れに含まれるより
    いっそう低いパーセンテージの低沸点成分を有する稀薄
    な流れを発生させ、濃厚な流れと稀薄な流れを結合して
    高圧ガス状作動流を形成する段階を経る熱力学的サイク
    ルを実施する方法。
  8. 【請求項８】請求項７の方法において、濃厚な流れと稀
    薄な流れを予熱して、予熱した濃厚な流れと予熱した稀
    薄な流れを発生させ、予熱した濃厚な流れを予熱した稀
    薄な流れと結合して予熱した流れを発生させ、予熱した
    流れを蒸発させて高圧ガス状作動流を発生させる段階を
    経る方法。
  9. 【請求項９】請求項７の方法において、濃厚な流れと稀
    薄な流れを予熱して部分的に蒸発させて、部分的に蒸発
    した濃厚な流れと部分的に蒸発した稀薄な流れを発生さ
    せ、部分的に蒸発した濃厚な流れを部分的に蒸発した稀
    薄な流れと結合して部分的に蒸発した流れを形成し、部
    分的に蒸発した流れを蒸発させて高圧ガス状作動流を発
    生させる段階を経る方法。
  10. 【請求項１０】請求項７の方法において、濃厚な流れと
    稀薄な流れを予熱して蒸発させ、蒸発した濃厚な流れと
    蒸発した稀薄な流れを発生させ、蒸発した濃厚な流れを
    蒸発した稀薄な流れと結合して、蒸発した流れを形成
    し、蒸発した流れを加熱して高圧ガス状作動流を発生さ
    せる段階からなる方法。
  11. 【請求項１１】混合流れを凝縮した流れから形成するこ
    とを含む請求項７の方法。
  12. 【請求項１２】濃厚な流れと稀薄な流れを結合して高圧
    ガス状作動流を形成する前に、濃厚な流れと稀薄な流れ
    を、第一の液体流れから伝達された熱で加熱することを
    含む請求項７の方法。
  13. 【請求項１３】高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネ
    ルギーを利用可能な形に変換しかつ使用済み流れを発生
    させ、使用済み流れを第三の混合流れと結合して予め凝
    縮した流れを発生させ、予め凝縮した流れを凝縮して、
    凝縮した流れを発生させ、その凝縮した流れを第一の凝
    縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的流れに分離
    し、第一の凝縮した二次的流れを第一の混合流れと第二
    の混合流れに分離し、第二の凝縮した二次的流れを第
    三、第四および第五の凝縮した二次的流れに分離し、第
    三の凝縮した二次的流れを、第一の蒸気流れから伝達さ
    れた熱で加熱して第一の予熱した二次的流れを発生さ
    せ、第四の凝縮した二次的流れを、第一の液体流れから
    伝達された熱で加熱して第二の予熱した二次的流れを発
    生させ、第五の凝縮した二次的流れを、使用済み流れか
    ら伝達された熱で加熱して第三の予熱した二次的流れを
    発生させ、第一、第二および第三の予熱した二次的流れ
    を結合して、予熱した流れを形成し、予熱した流れを第
    一、第二、第三および第四の予め部分的に蒸発した二次
    的流れに分離し、第一の予め部分的に蒸発した二次的流
    れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で部分的に蒸発
    させて、第一の部分的に蒸発した二次的流れを発生さ
    せ、第二の予め部分的に蒸発した二次的流れを、第一の
    液体流れから伝達された熱で部分的に蒸発させて第二の
    部分的に蒸発した二次的流れを発生させ、第三の予め部
    分的に蒸発した二次的流れを、使用済み流れから伝達さ
    れた熱で部分的に蒸発させて、第三の部分的に蒸発した
    二次的流れを発生させ、第一、第二および第三の部分的
    に蒸発した二次的流れを結合して第一の部分的に蒸発し
    た流れを発生させ、第四の予め部分的に蒸発した二次的
    流れの圧力を減少させて第二の部分的に蒸発した流れを
    発生させ、第一の部分的に蒸発した流れを第一の蒸気流
    れと第一の液体流れに分離し、第二の部分的に蒸発した
    流れを第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離し、第一
    の液体流れが熱を第二の予め部分的に蒸発した二次的流
    れと第四の凝縮した二次的流れに伝達した後、第一の液
    体流れを第二の液体流れと結合して第三の混合流れを発
    生させ、第一の蒸気流れを第一の混合流れと結合して、
    凝縮した流れに含まれるよりいっそう高いパーセンテー
    ジの低沸点成分を有する濃厚な流れを発生させ、第二の
    蒸気流れを第二の混合流れと結合して、凝縮した流れに
    含まれるよりいっそう低いパーセンテージの低沸点を有
    する稀薄な流れを発生させ、濃厚な流れと稀薄な流れを
    結合して高圧ガス状作動流を形成する段階を経る熱力学
    的サイクルを実施する方法。
  14. 【請求項１４】高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネ
    ルギーを利用可能な形に変換しかつ中間圧ガス状流れを
    発生させ、その中間圧ガス状流れを再加熱し、再加熱し
    た中間圧ガス状流れを膨脹させて低圧ガス状流れを発生
    させ、低圧ガス状流れを膨脹させて低圧使用済み流れを
    発生させ、その低圧使用済み流れを第三の混合流れと混
    合して予め凝縮した流れを発生させ、予め凝縮した流れ
    を凝縮して、凝縮した流れを発生させ、その凝縮した流
    れを第一の凝縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的
    流れに分離し、第一の凝縮した二次的流れを第一の混合
    流れと第二の混合流れに分離し、第二の凝縮した二次的
    流れを第三、第四および第五の凝縮した二次的流れに分
    離し、第三の凝縮した二次的流れを、第一の蒸気流れか
    ら伝達された熱で加熱して第一の予熱した二次的流れを
    発生させ、第四の凝縮した二次的流れを、第一の液体流
    れから伝達された熱で加熱して第二の予熱した二次的流
    れを発生させ、第五の凝縮した二次的流れを、低圧使用
    済み流れから伝達された熱で加熱して第三の予熱した二
    次的流れを発生させ、第一、第二および第三の予熱した
    二次的流れを結合して予熱した流れを形成し、その予熱
    した流れを第一、第二、第三および第四の予め部分的に
    蒸発した二次的流れに分離し、第一の予め部分的に蒸発
    した二次的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で
    部分的に蒸発させて第一の部分的に蒸発した二次的流れ
    を発生させ、第二の予め部分的に蒸発した二次的流れ
    を、第一の液体流れから伝達された熱で部分的に蒸発さ
    せて第二の部分的に蒸発した二次的流れを発生させ、第
    三の予め部分的に蒸発した二次的流れを、低圧の使用済
    み流れから伝達された熱で部分的に蒸発させて第三の部
    分的に蒸発した二次的流れを発生させ、第一、第二およ
    び第三の部分的に蒸発した二次的流れを結合して第一の
    部分的に蒸発した流れを発生させ、第四の予め部分的に
    蒸発した二次的流れの圧力を減少させて第二の部分的に
    蒸発した流れを発生させ、第一の部分的に蒸発した流れ
    を第一の蒸気流れと第一の液体流れに分離し、第二の部
    分的に蒸発した流れを第二の蒸気流れと第二の液体流れ
    に分離し、第一の蒸気流れを第一の混合流れと結合し
    て、凝縮した流れに含まれるよりいっそう高いパーセン
    テージの低圧沸騰成分を有する濃厚な流れを発生させ、
    第二の蒸気流れを第二の混合流れと結合して、凝縮した
    流れに含まれるよりいっそう低いパーセンテージの低沸
    騰成分を有する稀薄な流れを発生させ、第一の液体流れ
    を第二の液体流れと結合して第三の混合流れを発生さ
    せ、濃厚な流れを第一と第二の濃厚な二次的流れに分離
    し、稀薄な流れを第一と第二の稀薄な二次的流れに分離
    し、第一の濃厚な二次的流れと第一の稀薄な二次的流れ
    をボイラーを通過させ、そのボイラーで外部の源から伝
    達された熱がそれらの二つの流れを少なくとも部分的に
    蒸発させ、第二の濃厚な二次的流れと第二の稀薄な二次
    的流れを再冷却器を通過させ、その再冷却器で低圧ガス
    状流れから伝達された熱がそれらの二つの流れを少なく
    とも部分的に蒸発させ、第一の濃厚な二次的流れを第二
    の濃厚な二次的流れと結合して濃厚な流れを再構成し、
    かつ第一の稀薄な二次的流れを第二の稀薄な二次的流れ
    と結合して稀薄な流れを再構成し、濃厚な流れを稀薄な
    流れと結合して高圧ガス状作動流を発生させる段階を経
    る熱力学的サイクルを実施する方法。
  15. 【請求項１５】熱力学的サイクルを実施するための装置
    において、高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネルギ
    ーを利用可能な形に変換しかつ使用済み流れを発生させ
    るための手段と、使用済み流れを凝縮して凝縮した流れ
    を発生させるためのコンデンサと、凝縮した流れに含ま
    れるよりいっそう高いパーセンテージの低沸騰成分を有
    する、凝縮した流れから発生される濃厚な流れと、凝縮
    した流れに含まれるよりいっそう低いパーセンテージの
    低沸騰成分を有する、凝縮した流れから発生される稀薄
    な流れと、濃厚な流れと稀薄な流れを通過させて、蒸発
    した濃厚な流れと蒸発した稀薄な流れを発生させるため
    のボイラーと、二つの蒸発した流れがボイラーから出た
    後、蒸発した濃厚な流れを蒸発した稀薄な流れと結合し
    て高圧ガス状作動流を発生させるための第一の流れ混合
    器とを備えた熱力学的サイクルを実施するための装置。
  16. 【請求項１６】請求項１５の装置において、濃厚な流れ
    を第一と第二の濃厚な二次的流れに分離するための第二
    の流れ混合器と、稀薄な流れを第一と第二の稀薄な二次
    的流れに分離するための第三の流れ混合器と、第一の濃
    厚な二次的流れと第一の稀薄な二次的流れをボイラーを
    通過させるための手段と、熱を第一の濃厚な二次的流れ
    と第一の稀薄な二次的流れに伝達してそれらの二つの二
    次的流れを少なくとも部分的に蒸発させるための外部の
    熱源と、第二の濃厚な二次的流れと第二の稀薄な二次的
    流れが通過する再冷却器であって、使用済み流れから伝
    達された熱がそれらの二つの二次的流れを少なくとも部
    分的に蒸発させる再冷却器と、第一の流れ混合器が濃厚
    な流れを稀薄な流れと結合して高圧ガス状作動流を発生
    させる前に、第一の濃厚な二次的流れを第二の濃厚な二
    次的流れと結合して、濃厚な流れを再構成するための第
    三の流れ混合器および第一の稀薄な二次的流れを第二の
    稀薄な二次的流れと結合して稀薄な流れを再構成するた
    めの第四の流れ混合器とを備えた装置。
  17. 【請求項１７】請求項１５の装置において、使用済み流
    れが中間圧ガス状流れ、低圧ガス状流れおよび低圧使用
    済み流れとからなり、高圧ガス状作動流を膨脹させて中
    間圧ガス状流れを発生させるための手段と、中間圧ガス
    状流れを再加熱するための手段と、再加熱された中間圧
    ガス状流れを膨脹させて低圧ガス状流れを発生させるた
    めの手段と、低圧ガス状流れを膨脹させて低圧使用済み
    流れを発生させるための手段とを備えた装置。
  18. 【請求項１８】請求項１５の装置において、凝縮した流
    れから、第一の部分的に蒸発した流れと第二の部分的に
    蒸発した流れを形成するための手段と、第一の部分的に
    蒸発した流れを第一の蒸気流れと第一の液体流れに分離
    するための第一の分離器と、第二の部分的に蒸発した流
    れを第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離するための
    第二の分離器と、濃厚な流れを第一の蒸気流れから発生
    させるための手段と、第二の蒸気流れを混合流れと結合
    して稀薄な流れを発生させるための第二の流れ混合器と
    を備えた装置。
  19. 【請求項１９】請求項１８の装置において、混合流れを
    凝縮した流れから形成するための流れ分離器を有する装
    置。
  20. 【請求項２０】請求項１８の装置において、凝縮した流
    れを第一の凝縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的
    流れに分離するための第一の流れ分離器と、第一の凝縮
    した二次的流れを第一の混合流れと第二の混合流れに分
    離するための第二の流れ分離器と、第二の凝縮した二次
    的流れを第三、第四および第五の凝縮した二次的流れに
    分離するための第三の流れ分離器と、第三の凝縮した二
    次的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で加熱し
    て第一の予熱された二次的流れを発生させるための第一
    の熱交換器と、第四の凝縮した二次的流れを、第一の液
    体流れから伝達された熱で加熱して第二の予熱された二
    次的流れを発生させるための第二の熱交換器と、第五の
    凝縮した二次的流れを、使用済み流れから伝達された熱
    で加熱して第三の予熱した二次的流れを発生させるため
    の第三の熱交換器と、第一、第二および第三の予熱した
    二次的流れを結合して予熱した流れを形成するための第
    三の流れ混合器と、予熱した流れを第一、第二、第三お
    よび第四の予め部分的に蒸発した二次的流れに分離する
    ための第四の流れ分離器と、第一の予め部分的に蒸発し
    た二次的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で部
    分的に蒸発させて第一の部分的に蒸発した二次的流れを
    発生させるための第四の熱交換器と、第二の予め部分的
    に蒸発した二次的流れを、第一の液体流れから伝達され
    た熱で部分的に蒸発させて第二の部分的に蒸発した二次
    的流れを発生させるための第五の熱交換器と、第三の予
    め部分的に蒸発した二次的流れを、使用済み流れから伝
    達された熱で部分的に蒸発させて第三の部分的に蒸発し
    た二次的流れを発生させるための第六の熱交換器と、第
    一、第二および第三の部分的に蒸発した二次的流れを結
    合して第一の部分的に蒸発した流れを発生させるための
    第四の流れ混合器と、第四の予め部分的に蒸発した二次
    的流れの圧力を減少させて第二の部分的に蒸発した流れ
    を発生させるための減圧装置と、第一の液体流れを第二
    の液体流れと結合して第三の混合流れを発生させるため
    の第五の流れ混合器と、第一の混合流れを第一の蒸気流
    れと結合して濃厚な流れを発生させるための第六の流れ
    混合器と、第二の蒸気流れを第二の混合流れと結合して
    稀薄な流れを発生させるための第二の流れ混合器と、第
    三の混合流れを使用済み流れと結合させて予め凝縮した
    流れを形成するための第七の流れ混合器と、その予め凝
    縮した流れを凝縮して、凝縮した流れを発生させるため
    のコンデンサとを備えた装置。
  21. 【請求項２１】高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネ
    ルギーを利用可能な形に変換しかつ使用済み流れを発生
    させるための手段と、その使用済み流れを凝縮して、凝
    縮した流れを発生させるためのコンデンサと、その凝縮
    した流れから第一の部分的に蒸発した流れと第二の部分
    的に蒸発した流れを形成するための手段と、第一の部分
    的に蒸発した流れを第一の蒸気流れと第一の液体流れに
    分離するための第一の分離器と、第二の部分的に蒸発し
    た流れを第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離するた
    めの第二の分離器と、第一の蒸気流れから、凝縮した流
    れに含まれるよりいっそう高いパーセンテージの低沸騰
    成分を有する濃厚な流れを形成するための手段と、第二
    の蒸気流れを混合流れと結合して、凝縮した流れに含ま
    れるよりいっそう低いパーセンテージの低沸騰成分を有
    する稀薄な流れを発生させるための第一の流れ混合器
    と、濃厚な流れと稀薄な流れを結合して高圧ガス状作動
    流を形成するための第二の流れ混合器とを備えた熱力学
    的サイクルを実施するための装置。
  22. 【請求項２２】請求項２１の装置において、濃厚な流れ
    と稀薄な流れを予熱して、予熱した濃厚な流れと予熱し
    た稀薄な流れを発生させるための第一の熱交換器と、予
    熱した濃厚な流れを予熱した稀薄な流れと結合して予熱
    した流れを発生させるための第二の流れ混合器と、予熱
    した流れを蒸発させて高圧ガス状作動流を発生させるた
    めの第二の熱交換器とを有する装置。
  23. 【請求項２３】請求項２１の装置において、濃厚な流れ
    と稀薄な流れを予熱しかつ部分的に蒸発させて、部分的
    に蒸発した濃厚な流れと部分的に蒸発した稀薄な流れを
    発生させるための第一の熱交換器と、部分的に蒸発した
    濃厚な流れを部分的に蒸発した稀薄な流れと結合して部
    分的に蒸発した流れを形成する第二の流れ混合器と、部
    分的に蒸発した流れを蒸発させて高圧ガス状作動流を発
    生させるための第二の熱交換器とを有する装置。
  24. 【請求項２４】請求項２１の装置において、濃厚な流れ
    と稀薄な流れを予熱して蒸発させて、蒸発した濃厚な流
    れと蒸発した稀薄な流れを発生させるための第一の熱交
    換器と、蒸発した濃厚な流れを蒸発した稀薄な流れと結
    合して蒸発した流れを形成するための第二の流れ混合器
    と、蒸発した流れを過熱して高圧ガス状作動流を発生さ
    せるための第二の熱交換器とを有する装置。
  25. 【請求項２５】請求項２１の装置において、凝縮した流
    れから混合流れを形成するための流れ分離器を有する装
    置。
  26. 【請求項２６】請求項２１の装置において、濃厚な流れ
    と稀薄な流れを結合して高圧ガス状作動流を形成する第
    二の流れ混合器より前に、濃厚な流れと稀薄な流れを、
    第一の液体流れから伝達された熱で加熱するための熱交
    換器を有する装置。
  27. 【請求項２７】高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネ
    ルギーを利用可能な形に変換しかつ使用済み流れを発生
    させるための手段と、その使用済み流れを第三の混合流
    れと結合して予め凝縮した流れを発生させるための第一
    の流れ混合器と、予め凝縮した流れを凝縮して、凝縮し
    た流れを発生させるためのコンデンサと、凝縮した流れ
    を第一の凝縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的流
    れに分離するための第一の流れ分離器と、第一の凝縮し
    た二次的流れを第一の混合流れと第二の混合流れに分離
    するための第二の流れ分離器と、第二の凝縮した二次的
    流れを第三、第四および第五の凝縮した二次的流れに分
    離するための第三の流れ分離器と、第三の凝縮した二次
    的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で加熱し
    て、第一の予熱した二次的流れを発生させるための第一
    の熱交換器と、第四の凝縮した二次的流れを、第一の液
    体流れから伝達された熱で加熱して、第二の予熱した二
    次的流れを発生させるための第二の熱交換器と、第五の
    凝縮した二次的流れを、使用済み流れから伝達された熱
    で加熱して、第三の予熱した二次的流れを発生させるた
    めの第三の熱交換器と、第一、第二および第三の予熱し
    た二次的流れを結合して、予熱した流れを形成するため
    の第二の流れ混合器と、予熱した流れを第一、第二、第
    三および第四の予め部分的に蒸発した二次的流れに分離
    するための第四の流れ分離器と、第一の予め部分的に蒸
    発した二次的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱
    で部分的に蒸発させて、第一の部分的に蒸発した二次的
    流れを発生させるための第四の熱交換器と、第二の予め
    部分的に蒸発した二次的流れを、第一の液体流れから伝
    達された熱で部分的に蒸発させて、第二の部分的に蒸発
    した二次的流れを発生させるための第五の熱交換器と、
    第三の予め部分的に蒸発した二次的流れを、使用済み流
    れから伝達された熱で部分的に蒸発させて、第三の部分
    的に蒸発した二次的流れを発生させるための第六の熱交
    換器と、第一、第二および第三の部分的に蒸発した二次
    的流れを結合して、第一の部分的に蒸発した流れを発生
    させるための第三の流れ混合器と、第四の予め部分的に
    蒸発した二次的流れの圧力を減少させて、第二の部分的
    に蒸発した流れを発生させるための減圧装置と、第一の
    部分的に蒸発した流れを第一の蒸気流れと第一の液体流
    れに分離するための第一の分離器と、第二の部分的に蒸
    発した流れを第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離す
    るための第二の分離器と、第一の液体流れが第二の予め
    部分的に蒸発した二次的流れと第四の凝縮した二次的流
    れに熱を伝達した後、第一の液体流れを第二の液体流れ
    と結合して、第三の混合流れを発生させるための第四の
    流れ混合器と、第一の蒸気流れを第一の混合流れと結合
    して、凝縮した流れに含まれるよりいっそう高いパーセ
    ンテージの低沸騰成分を有する濃厚な流れを発生させる
    ための第五の流れ混合器と、第二の蒸気流れを第二の混
    合流れと結合して、凝縮した流れに含まれるよりいっそ
    う低いパーセンテージの低沸騰成分を有する稀薄な流れ
    を発生させるための第六の流れ混合器と、混合流れと稀
    薄な流れを結合して高圧ガス状作動流を形成するための
    第七の流れ混合器とを有する熱力学的サイクルを実施す
    るための装置。
  28. 【請求項２８】高圧ガス状作動流を膨脹させてそのエネ
    ルギーを利用可能な形に変換しかつ中間圧ガス状流れを
    発生させるための手段と、その中間圧ガス状流れを再加
    熱するための手段と、再加熱した中間圧ガス状流れを膨
    脹させて低圧ガス状流れを発生させるための手段と、低
    圧ガス状流れを膨脹させて低圧使用済み流れを発生させ
    るための手段と、低圧の使用済み流れを第三の混合流れ
    と結合して予め凝縮した流れを発生させるための第一の
    流れ混合器と、予め凝縮した流れを凝縮して、凝縮した
    流れを発生させるためのコンデンサ、凝縮した流れを第
    一の凝縮した二次的流れと第二の凝縮した二次的流れに
    分離するための第一の流れ分離器と、第一の凝縮した二
    次的流れを第一の混合流れと第二の混合流れに分離する
    ための第二の流れ分離器と、第二の凝縮した二次的流れ
    を第三、第四および第五の凝縮した二次的流れに分離す
    るための第三の流れ分離器と、第三の凝縮した二次的流
    れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で加熱して、第
    一の予熱した二次的流れを発生させるための第一の熱交
    換器と、第四の凝縮した二次的流れを、第一の液体流れ
    から伝達した熱で加熱して、第二の予熱した二次的流れ
    を発生させるための第二の熱交換器と、第五の凝縮した
    二次的流れを、低圧の使用済み流れから伝達された熱で
    加熱して、第三の予熱した二次的流れを発生させるため
    の第三の熱交換器と、第一、第二および第三の予熱した
    二次的流れを結合して、予熱した流れを形成するための
    第二の流れ混合器と、予熱した流れを第一、第二、第三
    および第四の予め部分的に蒸発した二次的流れに分離す
    るための第四の流れ分離器と、第一の予め部分的に蒸発
    した二次的流れを、第一の蒸気流れから伝達された熱で
    部分的に蒸発させて、第一の部分的に蒸発した二次的流
    れを発生させるための第四の熱交換器と、第二の予め部
    分的に蒸発した二次的流れを、第一の液体流れから伝達
    された熱で部分的に蒸発させて、第二の部分的に蒸発し
    た二次的流れを発生させるための第五の熱交換器と、第
    三の予め部分的に蒸発した二次的流れを、低圧の使用済
    み流れから伝達された熱で部分的に蒸発させて第三の部
    分的に蒸発した二次的流れを発生させるための第六の熱
    交換器と、第一、第二および第三の部分的に蒸発した二
    次的流れを結合して第一の部分的に蒸発した流れを発生
    させるための第三の流れ混合器と、第四の予め部分的に
    蒸発した二次的流れの圧力を減少させて第二の部分的に
    蒸発した流れを発生させるための減圧装置と、第一の部
    分的に蒸発した流れを第一の蒸気流れと第一の液体流れ
    に分離するための第一の分離器と、第二の部分的に蒸発
    した流れを第二の蒸気流れと第二の液体流れに分離する
    ための第二の分離器と、第一の蒸気流れを第一の混合流
    れと結合して、凝縮した流れに含まれるよりいっそう高
    いパーセンテージの低沸騰成分を有する濃厚な流れを発
    生させるための第四の流れ混合器と、第二の蒸気流れを
    第二の混合流れと結合して、凝縮した流れに含まれるよ
    りいっそう低いパーセンテージの低沸騰成分を有する稀
    薄な流れを発生させるための第五の流れ混合器と、第一
    の液体流れを第二の液体流れと結合して第三の混合流れ
    を発生させるための第六の流れ混合器と、混合流れを第
    一および第二の濃厚な二次的流れに分離するための第五
    の流れ分離器と、稀薄な流れを第一および第二の稀薄な
    二次的流れに分離するための第六の流れ分離器と、第一
    の濃厚な二次的流れと第一の稀薄な二次的流れが通過す
    るボイラーと、第一の濃厚な二次的流れと第一の稀薄な
    二次的流れに熱を伝達してそれらの二つの二次的流れを
    少なくとも部分的に蒸発させるための外部の熱源と、第
    二の濃厚な二次的流れと第二の稀薄な二次的流れが通過
    する再冷却器とを有し、この再冷却器では低圧のガス状
    流れから伝達された熱がそれらの二つの二次的流れを少
    なくとも部分的に蒸発させるようになっており、また第
    一の濃厚な二次的流れを第二の濃厚な二次的流れと結合
    して濃厚な流れを再構成するための第七の流れ混合器
    と、第一の稀薄な二次的流れを第二の稀薄な二次的流れ
    と結合して稀薄な流れを再構成するための第八の流れ混
    合器と、濃厚な流れを稀薄な流れと結合して高圧ガス状
    作動流を発生させるための第九の流れ混合器とを有する
    熱力学的サイクルを実施するための装置。
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